JP4968676B2 - 増杭による杭基礎補強工法 - Google Patents

Description

本発明は、構造物を支持する杭基礎を増杭により補強する杭基礎補強工法に関する。

従来、構造物を支持する既存の杭基礎の支持力の向上や耐震補強を目的として、既設杭の杭頭が一体化された基礎フーチングの下部に新設杭を設置し、新設杭の杭頭と基礎フーチングを一体化する増杭による基礎補強工法が実施されている。従来の増杭による杭基礎補強工法は、新設杭の杭頭と基礎フーチング下面をアンカー部材で連結して一体化するものや、基礎フーチング下面に新設杭の杭頭を収容する空間を形成して、新設杭の杭頭と基礎フーチング下面に形成した空間との間隙にモルタル等の固化材を充填して一体化するものが実施されている。
特開２０００−４５２９６号公報

しかしながら、従来の増杭による杭基礎補強工法は、新設杭の杭頭と既設の基礎フーチングを一体化するために、新設杭の杭頭と既設の基礎フーチングをアンカーにより連結したり、新設杭の杭頭を既設の基礎フーチング下面に形成した空間に収容し、杭頭と空間の間隙に固化材を充填するものであり、いずれの工法も新設杭の杭頭と既設の基礎フーチングとを機械的連結手段で連結する必要がある。この機械的連結手段の作業工程で、既設の基礎フーチング内の補強鉄筋が切断されることがあり、既存基礎を損傷する危険があるという問題を有するものであった。

本発明は、従来の増杭による杭基礎補強工法の問題を解決する、既設の基礎フーチングに損傷を与えない施工性の良い増杭により杭基礎補強工法を提供することを目的とする。

本第１発明は、前記課題を解決するために、既設杭の杭頭が基礎フーチングと一体化された杭基礎を補強するために、基礎フーチングの下部に新設杭を設置し、新設杭の杭頭を基礎フーチングと機械的連結することなくコンクリート躯体で既設杭と一体化することを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の増杭による杭基礎補強工法において、前記コンクリート躯体が平面視縦横に隣接する新設杭と既設の基礎杭を複数巻き込み形成されることを特徴とする。

本第３発明は、本第１又は第２発明の増杭による杭基礎補強工法において、前記新設杭の杭頭外周にずれ止めバンドを設置することを特徴とする。

本第４発明は、本第１〜第３発明のいずれかの増杭による杭基礎補強工法において、前記コンクリート躯体を繊維補強コンクリートで形成することを特徴とする。

本第５発明は、本第１〜第４発明のいずれかの増杭による杭基礎補強工法において、前記新設杭は、基礎フーチング下面を根掘りし、基礎フーチング下面を反力受けとしてジャッキにより短尺杭体を複数連結しながら圧入することを特徴とする。

本発明の既設杭の杭頭が基礎フーチングと一体化された杭基礎を補強するために、基礎フーチングの下部に新設杭を設置し、新設杭の杭頭を基礎フーチングと連結することなくコンクリート躯体で既設杭と一体化する構成により、新設杭の杭頭と既設の基礎フーチングとの連結が一切ないので既設の基礎フーチングを損傷することがない。新設杭が既設杭で不足する鉛直力、水平力を負担し、支持力、耐震強度が向上する。

コンクリート躯体が平面視縦横に隣接する新設杭と既設の基礎杭を複数巻き込み形成される構成により、支持力、耐震強度がより向上する。

新設杭の杭頭外周にずれ止めバンドを設置する構成により、新設杭の杭頭とコンクリート躯体の定着力が増大する。

コンクリート躯体を繊維補強コンクリートで形成する構成により、コンクリート躯体に補強鉄筋等を配筋することなく強度を確保でき、狭い作業空間での配筋作業を省略することができる。

新設杭は、基礎フーチング下面を根掘りし、基礎フーチング下面を反力受けとしてジャッキにより短尺杭体を複数連結しながら圧入する構成により、基礎フーチング下面の根掘り量を少なくでき、低コストの工法とすることができると共に、新設杭圧入時に圧入抵抗により支持力が確認できるため信頼性の高い杭基礎とすることができる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、本発明の増杭による杭基礎補強工法の一+実施形態を示す図である。

橋梁基礎、鉄塔基礎、建築建家基礎、地中構造物基礎等に適用される杭基礎は、地中に設置された既設杭２の杭頭が基礎フーチング１と一体にされている。このような杭基礎において、支持力の増強や耐震補強等の目的のため、基礎フーチング１の下部に新設杭３を設置する増杭工法が実施される。

本発明の増杭による杭基礎補強工法では、新設杭３の杭頭と既設杭２をコンクリート躯体４で一体にし、新設杭３の杭頭と基礎フーチング１とは一切機械的連結をしない。新設杭３の杭頭と基礎フーチング１との機械的連結が一切ないため、基礎フーチング１の内部の鉄筋等を損傷することがない。新設杭３と既設杭２をコンクリート躯体４で一体とすることにより、応力伝達のメカニズムは、基礎フーチング１には、既設の基礎杭２のせん断力によって水平力が伝達され、鉛直力はコンクリート躯体４の圧縮により伝達されることになり、既設杭２で不足する鉛直力、水平力を新設杭２で負担し、杭基礎の支持力、耐震性が向上する。

新設杭３の杭頭上端は、基礎フーチング１の下面より若干下に位置する。新設の基礎杭３の設置後、隣接する既設杭２と新設杭３を一体とするため、それぞれの外周を巻き込むようにコンクリート躯体４を打設する。

基礎フーチング１が平面視縦横に複数の既設杭２の杭頭と一体にされている場合、新設杭３と既設杭２を一体とするコンクリート躯体４は、新設杭３と平面視縦横に隣接する複数の既設杭２を巻き込むように形成しても良い。縦横に隣接する既設杭２を巻き込むことにより、さらに支持力、耐震強度が向上する。複数の新設杭３を設置する場合、複数の新設杭３と平面視縦横に隣接する既設杭２を巻き込むようにコンクリート躯体４を形成しても良い。複数の杭２、３を巻き込むようにコンクリート躯体４を形成することにより、支持力、耐震強度が向上する。

図２は、図１の本発明の増杭による杭基礎補強工法の一部拡大図である。新設杭３の杭頭の所定深さまで中詰めコンクリート６が充填される。新設杭３の杭頭外周にはずれ止めバンド８が溶接等の手段により設置され、コンクリート躯体４と新設杭３の杭頭の定着力を向上させる。コンクリート躯体４を、ガラス繊維、細い鉄線等を混入した繊維補強コンクリートで形成すると良い。繊維補強コンクリートとすることで、狭い作業空間での補強鉄筋等の配筋作業を省略することが可能となる。新設杭３の設置のため、基礎フーチング１の下部を根掘りして形成された作業空間の下部は、コンクリート躯体４を支持する基礎地盤となるので、根掘り等の掘削土にセメント等の固化材を混合した流動化処理土層９を、コンクリート躯体４のコンクリート打設前に形成する。掘削土を利用することにより、掘削土の処理量を減少することができる。

本発明の増杭による杭基礎補強工法の作業手順を図に従って説明する。

第１工程：図３に示されるように、基礎フーチング１の側部に山留め部材を設置して所定深さの作業用竪穴を掘削する。作業用竪穴から新設杭３を設置する作業空間を形成するために、基礎フーチング１の下部を損傷しないように機械、人力併用で根掘りする。

第２工程：図４に示されるように、基礎フーチング１の下部に新設杭３の設置用の作業空間が形成された後、新設杭３の設置する。基礎フーチング１の下面に新設杭３を圧入するためのジャッキ５を設置する。ジャッキ５は、新設杭３を基礎フーチング１の下面を反力受けとして鉛直に圧入しなければならないので、基礎フーチング１の下面を正確に水平とする必要があり、多少のはつり作業を実施する。はつり作業は、基礎フーチング１内部の補強鉄筋等を損傷するようなことはないように留意して実施する。基礎フーチング１の下部の作業空間は、高さも低いので、新設杭３は短い鋼管等の短尺杭体７を順次溶接等で連結しながらジャッキ５により圧入する。新設杭３は、圧入により設置されるので、圧入作業の際の圧入抵抗により新設杭３の支持力が確認できるため、信頼性の高い杭基礎とすることができる。新設杭３の杭頭は基礎フーチング１の下面より若干下になるように設置する。

第３工程：図５に示されるように、基礎フーチング１の下部に新設杭３の設置が終了した後、新設杭３の杭頭内部の所定深さに蓋を設置し中詰めコンクリート６を充填する。また、新設杭３の杭頭外周へのずれ止めバンド８の溶接作業も実施する。新設杭３の杭頭内部に中詰コンクリートを充填することで、後のコンクリート躯体の打設の際、新設杭３内にコンクリートが流入するのを防止すると共に、新設杭３の杭頭を補強する。

第４工程：図６に示されるように、作業空間である基礎フーチング１の下部の根掘り部分に、所定厚さの流動化処理土層を設置する。流動化処理土は、根掘り等で発生した掘削土にセメント等の固化材を混合したものを使用する。流動化処理土なので、その上部に構築されるコンクリート躯体４をしっかり支持できる。根掘り等で発生した掘削土を用いることで、掘削土の処理量が減少し、コストを低減できる。

第５工程：図７に示されるように、新設杭３の杭頭と既設杭２を一体化するコンクリート躯体４を形成するため、型枠を設置し、地上のミキサー車からコンクリートを型枠内に基礎フーチング１の下端に達するまで流し込む。狭い作業空間であるので、コンクリート躯体４の補強鉄筋の配筋作業が困難である場合、補強用繊維補強を混入した繊維補強コンクリートを型枠内に充填する。繊維補強コンクリートを用いることで、コンクリート躯体４への補強用鉄筋が不要となり、狭い作業空間での配筋作業を省略できるので施工コストを低減できる。

第６工程：コンクリート躯体４を養生固化させた後、型枠を取り外し、作業用竪穴、残った根掘りした部分を、根掘り、作業用竪穴掘削で発生した掘削土により埋め戻す。

以上のように、本発明の増杭による杭基礎補強工法によれば、基礎フーチング１を損傷することなく、新設杭３と既杭２をコンクリート躯体４で巻き込み一体化することにより、支持力、耐震強度の大きい杭基礎とすることができる。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

符号の説明

１：基礎フーチング、２：既設杭、３：新設杭、４：コンクリート躯体、５：ジャッキ、６：中詰めコンクリート、７：短尺杭体、８：ずれ止めバンド、９：流動化処理土層

Claims (5)

1. 既設杭の杭頭が基礎フーチングと一体化された杭基礎を補強するために、基礎フーチングの下部に新設杭を設置し、新設杭の杭頭を基礎フーチングと機械的連結することなくコンクリート躯体で既設杭と一体化することを特徴とする増杭による杭基礎補強工法。
2. 前記コンクリート躯体が平面視縦横に隣接する新設杭と既設杭を複数巻き込み形成されることを特徴とする請求項１に記載の増杭による杭基礎補強工法。
3. 前記新設杭の杭頭外周にずれ止めバンドを設置することを特徴とする請求項１又は２に記載の増杭による杭基礎補強工法。
4. 前記コンクリート躯体を繊維補強コンクリートで形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の増杭による杭基礎補強工法
5. 前記新設杭は、基礎フーチング下面を根掘りし、基礎フーチング下面を反力受けとしてジャッキにより短尺杭体を複数連結しながら圧入することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の増杭による杭基礎補強工法。

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